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相信许多朋友们了解到堆栈式CMOS感光镜头，还是要从oppo find 5身上所了解到。现在小米2S 32G同样采用索尼Exmor RS系列感光元件，在继承背照式传感器优异的感光性能同时，还使用堆栈式结构，让成像质量更加优秀。那么究竟堆栈式CMOS什么意思呢?堆栈式摄像头究竟有什么好处?其与背照式CMOS感光镜头对比起来，有什么不同呢? 起源：CMOS传感器 可以说目前的手机摄像头，基本上都是采用的CMOS传感器。但是早期的CMOS镜头有个明显的缺点，就是当电流发生变化时，容易产生更多的热量，从而造成画面的噪点进而影响成像的质量。随着科技的不断进步，CMOS的这一缺点也是得到了解决，索尼于2008年6月发布了背照式CMOS镜头。 随后的情况大家就很熟悉了，这款产品一经推出，就获得了巨大的反响。随后越来越多的相机开始搭配背照式的CMOS镜头，注意是相机。接着一直延续至近，这款产品的运用范围非常广，特别是智能手机上。而背照式CMOS也是大家经常看见的BSI，其最大的特点就是在夜拍以及高感光拍照时，成像效果更加优异。当然跟专业的单反相机比起来还是弱爆了。 成熟：背照式CMOS 在介绍堆栈式CMOS镜头前，我们先要提一下大家熟知的背照式CMOS感光镜头，要知道目前背照式观光镜头的生产商可是不少，比较著名的厂商包括索尼、松下、OmniVision、Aptina、三星，而最为其中的翘楚索尼的效果也是最佳优异的。但是为何索尼的产品会如此优异呢? 背照式CMOS有何优点 由于在基本的设计方式上有所不同，所以比起基本的CMOS传感器成像效果也更加优异。大致将来就是传统的表面照射型摄像头传感器的光电二极管位于整个芯片的最下层，而将A/D转换器放置于光电二极管上方，所以光讲镜头了二极管透离曾后才能够道道受光面，更远的距离从而造成了更多的光线损失。而背照式镜头则是解决了这一问题，具体的可以通过下面一张图片表达。而且在灵敏度上也是大大提升。 而在工艺上，需要二极管的板片十分轻薄，所以对于工艺以及微处理上十分高，所以开始的时候只有索尼能够达到这一标准。但是随着科技的不断进步，现在大多数厂商都能够生产背照式CMOS镜头。而之前高端的机型都是采用这款镜头，比如小米2、索尼LT26i、苹果iPhone 4等等。 主要因为索尼的背照式CMOS采用的是SOI(隔绝硅Silicon on Insulator)晶体，而这种材质的晶圆比普通硅晶圆(体硅晶圆)的技术和成本都要高得多。所以单从制造成本上来说，都要贵上4-5倍了，更不要说整个成品的完成。虽然价格如此昂贵，但是诸多厂商在旗舰发布的时候，都会将索尼的摄像头作为一个卖点来进行宣传。比如iphone 5、note 2、Galaxy S3等机型，而且虽然三星自家也生产镜头，但依旧采用索尼的产品。 索尼独家：Exmor R CMOS 而索尼自家生产的背照式CMOS就命名为Exmor R CMOS，这个命名主要是为了提升索尼产品的竞争力。可以说目前的主流产品都是采用本款产品，包括iphone5、三星GalaxyS 3、Note2以及LT26ii。虽然之前iphone 4是由OmniVision提供的，但是到了iphone4s就果断换为索尼供货了，而这也是从客观层面上，反应出索尼摄像头的先进性。 那么为何索尼的背照式CMOS镜头如何优异呢？这个还是要归功于前面提到的工艺问题，由于SOI晶圆有利于研磨打薄，越薄就越易于采光，采光能力出色，就可以得到更好的成像效果。其他厂商，如三星、OmniVision等，大部分使用的是普通硅晶圆（体硅晶圆）。厚度上，SOI晶圆可以做到体硅晶圆的1/30左右，成像效果优势可想而知。但是它的成本也要高出3-4倍，总体下来，索尼背照式CMOS的价格也并不低。 而为了提高索尼自家产品的认知度，其也是为自家的背照式CMOS镜头起了名字，名字就是Exmor R CMOS，而这样的镜头在lt26i的发布上也是进行重点介绍。可以说索尼的exmor R CMOS奠基了良好的口碑，所以索尼也在谋划生产新一代的产品。而这个就是我们今天要重点介绍的堆栈式CMOS镜头，其英文学名为exmor RS CMOS,可以看到相比起来多了一个S(stack)，也就是stacked CMOS，当然你也可以把他理解为积层式CMOS镜头。 堆栈式CMOS是怎么一回事？简单说，Exmor RS堆栈式CMOS传感器是由背照式CMOS传感器发展而来，新传感器将原本需紧靠感光组件的电路部份置于感光组件的下方，使得设备内部拥有更多的空间。在实现功能多样化的同时，还做到了小型化。本质上讲，堆栈式CMOS是源于背照式CMOS，而高于背照式CMOS。  find5发布会  三款型号Exmor RS CMOS  堆栈式CMOS传感器的原理特点 Exmor RS CMOS的特点是高像素化、高性能化以及小型化。 Exmor RS CMOS的原理是，它使用有信号处理电路的芯片替代了原来背照CMOS图像传感器的支持基板，在芯片上重叠形成背照CMOS元件的像素部分，从而实现了在较小的芯片尺寸上形成大量像素点的工艺。由于像素部分和电路部分分别独立，因此像素部分可针对高画质优化，电路部分可针对高性能优化。 Exmor RS堆栈式CMOS的成像画质是怎样改善的？ 上面讲原理的时候，可以知道Exmor RS堆栈式CMOS体积更小，用在手机等移动产品中更加方便。另外它的画质也得到了改善，怎样做到的呢？ 已发布的三款Exmor RS CMOS中，IMX135和IMX134两款型号搭载了"RGBW编码"技术和HDR（高动态视频）拍摄功能，由此来改善拍摄画质。 ①RGBW编码技术 RGBW编码技术在原来的红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色RGB像素中增加白色像素点，改善了灵敏度并提高了成像质量，即使在弱光环境下也能拍摄出漂亮清晰图像。
RGBW编码技术实例：拍摄的图片为10lux低照度，左边为原有的背照式CMOS传感器拍摄，右边为Exmor RS堆栈式CMOS传感器拍摄 ②HDR拍摄功能 HDR拍摄功能在拍摄同一画面时能设置两种曝光模式，通过适当的信号处理能生成广阔的高动态范围图像，即使对亮光拍摄时也不会产生过曝现象。
HDR拍摄功能实例：左边为原有的背照式CMOS传感器拍摄，右边为Exmor RS堆栈式CMOS传感器拍摄 小米2S 32G所采用的堆栈式CMOSExmor RS CMOS发布时，一共推出了三款型号的产品：IMX135（1/3.06英寸1313万有效像素）、IMX134（1/4英寸808万有效像素）、ISX014（内置相机型号处理性能，拥有1/4英寸808万有效像素）。与上述三款堆栈式CMOS传感器相对应的，还有三个小型自动对焦成像模组：IU135F3-Z、IU134F9-Z和IUS014F-Z。它们搭载了具有自动对焦功能的镜头组件，拥有1.12μm像素间距，能实现超清新分辨率。其中，IU135F3-Z采用F2.2超大光圈镜片，配备5组5片合成树脂镜片。 综合起来可以了解到，IU135F3-Z参数大致为：1/3.06英寸、1313万有效像素、F2.2大光圈、5片镜片。结合官方描述，我们基本上就能确定下来，小米2S 32G配备的就应该是和Find 5相同IU135F3-Z模组了，传感器型号为IMX135。 最后总结 ①、概念关系不能混：堆栈式CMOS和背照式CMOS的关系 堆栈式和背照式是两码事，是不相干的两种结构方式。堆栈式主要是为了减小体积，当然画质也有所优化；而背照式是针对画质改进而做的一种设计。一款CMOS，可以单独采用背照式或堆栈式设计，也可以两种方式一起使用。举例说明，Exmor R CMOS就是只是背照式设计，而Exmor RS CMOS是在背照式的基础上，再把信号处理电路芯片放到后面去，做成堆栈式的设计，兼具了两种设计结构。 ②、堆栈式CMOS与拍照画质的关系 拿Find 5来说，它配备的CMOS大小是1/3.06英寸，而目前拍照机皇诺基亚808 pureview是1/1.2英寸，明显诺基亚808比Find 5的传感器不是大了一点半点，可以确定的是808的CMOS不是堆栈式设计，如果以后采用了该设计，可以在现有空间基础上，将CMOS做得更大，成像效果也更优。 另外是算法，苹果iPhone是典型的算法出色的代表。得益于此，虽然iPhone 4S/5摄像头参数不算很突出，但实际拍照表现在众多旗舰机型中名列前茅。 参考：雷锋网、百度百科、巴士HTC 小米相机的优化一直被米粉抱怨，这次用了优秀的硬件，开发组能否给力呢？ |
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